(57)【要約】【課題】モバイル・デバイスの現在位置を判定する方法および装置を提供すること。【解決手段】具体的には、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）対応モバイル・デバイスの位置を独立にすなわち、特定のモバイル・デバイスに関連する通信ネットワークから独立に、あるいはＧＰＳまたは位置識別に使用される他の専用システムから独立に、突き止めることができる。【選択図】図１
2005168032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ対応モバイル・デバイスの位置を判定する方法であって、
前記Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ対応モバイル・デバイスから複数のモバイル・デバイスにメッセージをブロードキャストする工程、
前記ブロードキャストされたメッセージに対する所定の最小個数の応答が前記複数のモバイル・デバイスから受信されたかどうかを判定し、受信された場合に、前記メッセージに応答する、前記複数のモバイル・デバイスのうちの少なくとも３つのモバイル・デバイスと前記Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ対応モバイル・デバイスを同期化する工程、
前記同期化された少なくとも３つのモバイル・デバイスのそれぞれの位置の関数として、前記Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ対応モバイル・デバイスの前記位置を計算する工程
を含む方法。
【請求項２】
前記Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ対応モバイル・デバイス内で、前記Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ対応モバイル・デバイスの前記位置を記憶する工程
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも３つのモバイル・デバイスのそれぞれが、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ対応である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記位置の前記計算が、前記Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ対応モバイル・デバイスまたは前記複数のモバイル・デバイスに関連するいかなる通信ネットワークからも独立に、また、いかなる別個の位置識別システムからも独立に実行される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ対応モバイル・デバイスが、セル電話であり、前記通信ネットワークが、セルラ通信ネットワークであり、前記別個の位置識別システムが、ＧＰＳである、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
応答の前記所定の個数が、３であり、前記複数のモバイル・デバイスのうちでそのそれぞれの位置を現在認識している特定のモバイル・デバイスだけが、前記メッセージに応答する、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記メッセージの前記ブロードキャストが、前記Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ対応モバイル・デバイスへの着信メッセージの受信時に開始される、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記位置を計算する前記工程が、前記Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ対応モバイル・デバイスの前記位置の計算に複数のクロック・スキューを使用する、請求項４に記載の方法。
【請求項９】
モバイル通信装置であって、
Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈトランシーバ、
位置付けアプリケーションを記憶するメモリであって、前記位置付けアプリケーションが、少なくとも複数のプログラム命令を有する、メモリ、
前記複数のプログラム命令を実行し、前記複数のプログラム命令によって定義される機能に従って前記モバイル通信装置の動作を制御するプロセッサ
を含み、前記複数のプログラム命令が、
（ｉ）前記Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈトランシーバを介して複数のモバイル通信デバイスにメッセージをブロードキャストする工程、
（ｉｉ）前記Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈトランシーバによって、前記ブロードキャストされたメッセージに対する少なくとも３つの応答が前記複数のモバイル通信デバイスから受信されたかどうかを判定し、受信された場合に、前記複数のモバイル通信デバイスのうちで前記メッセージに応答する少なくとも３つのモバイル通信デバイスと前記モバイル通信装置を前記Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈトランシーバを介して同期化する工程、
（ｉｉｉ）各前記同期化されたモバイル通信デバイスのそれぞれの位置の関数として、前記モバイル通信装置の位置を計算する工程
を定義する、モバイル通信装置。
【請求項１０】
前記モバイル通信装置の前記位置の前記計算が、前記モバイル通信装置または前記同期化されるモバイル通信デバイスに関連するいかなる通信ネットワークからも独立に、別個のいかなる位置識別システムからも独立に実行される、請求項９に記載のモバイル通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にモバイル・デバイス（ｍｏｂｉｌｅ  ｄｅｖｉｃｅ）に関し、より詳細には、個々のモバイル・デバイスの現在位置を判定する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、ユーザによる様々なモバイル・デバイスの採用および使用が、広まっている。たとえば、無線セルラ遠隔通信システムが、かつては従来のワイヤベースの遠隔通信システムによってのみ提供されたサービスの送達に急速に置き換わりつつある。具体的には、ますます増加するセル電話加入者は、主な音声（およびデータ）接続としてモバイル・セル電話だけに依拠し、もはや従来のワイヤライン（すなわち周知のＰＯＴＳ回線）サービスに契約しない。無線セルラ通信は、周知であり、その技術は、たとえば参照によって本明細書に組み込まれる米国特許第５２０４９０２号など、説明が十分にあり、したがって、セルラ通信の詳細は、本明細書では省略する。
【０００３】
無線セルラ通信ネットワーク（およびそれに関連するネットワーク・インフラストラクチャ）の重要な周知の属性が、ネットワーク全体を通じて通信する特定の携帯電話の位置を突き止める能力である。従来、特定の携帯電話のセルラ通信ネットワーク内の位置付けは、様々な形の三角測量および／または三辺測量によって達成される。三角測量は、その位置が既知である３つの他のデバイスからの、位置を突き止めるべきモバイル・デバイスでの信号の到達角度の知識を介して特定のモバイル・デバイスの位置を突き止める周知の技法である。三辺測量は、正確な位置が既知の少なくとも３つの基準点からの、位置を突き止めるべきモバイル・デバイスの距離を判定することによって特定のモバイル・デバイスの位置を突き止める周知の技法である。たとえば、３つの基準点を、位置を突き止めるべきモバイル・デバイスの近くの３つの他のモバイル・デバイスとすることができる。セル電話の位置付けに関して、三辺測量の２つの主要な形が、従来のセルラ通信で使用される。三辺測量の第１の形は、ネットワーク・インフラストラクチャを使用してセルラ・ネットワーク自体によって実行され、具体的には、ネットワークは、そのインフラストラクチャ内の各基地局の既知の位置を使用して、特定の携帯電話の位置を突き止める。具体的には、位置を突き止めるべき携帯電話と同一の地理的位置にある３つの既知の基地局の位置が、そのデバイスの相対位置を判定するのに使用される。この技法の通常の位置付け精度は、おおよそ５０ｍから３００ｍの範囲である（たとえば、一般に入手できるｅｍｅｒｇｅｎｃｙ  ９１１  Ｐｈａｓｅ  ＩＩ  ＦＣＣ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎに詳細に示されている）。
【０００４】
セルラ通信ネットワーク内での特定の携帯電話デバイスの位置を突き止めるのに従来使用されている三辺測量の第２の形では、周知の全地球測位システム（ＧＰＳ）が使用される。ＧＰＳは、２４個の個々の衛星からなる標準ＧＰＳ配列の中でスペクトラム拡散コードをブロードキャストする、時間的に同期化された宇宙ベースの衛星システムである。位置を突き止めるべき物体（たとえばセル電話デバイス）と同一位置またはその付近の地上ベースのＧＰＳ受信器は、各衛星が特定の時刻信号を送信する時刻とその信号が受信される時刻の差を判定する。計算された時間差および標準ＧＰＳを使用して、物体の位置が、通常は約１００ｍ以内で判定される。この精度は、周知の市販ディファレンシャルＧＰＳ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ＧＰＳ）を使用することによってさらに改善することができ、ディファレンシャルＧＰＳでは、ＧＰＳ位置付け精度が１０ｍ以内に改善される。
【０００５】
上述の通常の技法は、無線通信ネットワーク内で物体（たとえば無線携帯電話）の位置を突き止めるのに有用であるが、そのような技法は、ある制約を受ける。たとえば、位置を突き止めるべきセル電話から必要数の基地局が良好に見えない（たとえば、密集した都市の谷の区域に位置することに起因する不十分な見通し線）場合に、そのような携帯電話の位置を、高精度で判定することはできない。同様に、ＧＰＳ衛星からの電力レベルが低いため、ＧＰＳ位置付けは、ＧＰＳ受信器の現在位置を判定する際に、悪天候、地形、および高い建物によって引き起こされる悪影響を避けるために、ＧＰＳ受信器が、ある水平レベルの上で少なくとも３つの衛星への明瞭な見通し線経路を有することを必要とする。緊急９１１など、ある応用例では、特定のモバイル・デバイスの位置を突き止められないことは容認できない。
【特許文献１】米国特許第５２０４９０２号
【非特許文献１】ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ  ９１１  Ｐｈａｓｅ  ＩＩ  ＦＣＣ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ
【非特許文献２】「Ｔｈｅ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｓｙｓｔｅｍ」、Ｖｏｌｕｍｅ  ０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、モバイル・デバイス（たとえば、無線携帯電話）の現在位置を正確に突き止めるための向上した技法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、モバイル・デバイスの現在位置を判定する方法および装置を提供する。具体的には、本発明の様々な態様は、現在のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）対応モバイル・デバイス（たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ対応携帯電話）は、独立した形で（すなわち、特定のモバイル・デバイスに関連する通信ネットワークから独立に、または位置識別に使用されるＧＰＳまたは他の専用システムから独立に）正確に位置を突き止めることができるという理解に基づく。
【０００８】
本発明の態様によれば、ある複数のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ対応デバイス、たとえば複数のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ対応携帯電話が、その個々の地理的位置の知識を有する。たとえば、そのような複数のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ対応携帯電話は、ある無線通信ネットワーク内で非Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ対応携帯電話のより大きいコミュニティと混在させることができる。さらに、本発明の態様によれば、特定のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ対応携帯電話（すなわち、個々の位置を現在認識している複数のデバイスに含まれない携帯電話）がその現在位置を入手したいと望む時に、そのような携帯電話は、メッセージ（すなわち、デバイス・ディスカバリ・メッセージ（ｄｅｖｉｃｅ  ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ  ｍｅｓｓａｇｅ））をブロードキャストする。本発明の好ましい実施形態によれば、そのようなメッセージは、特定の通信ネットワーク・トポロジ内のある固定された区域内でブロードキャストされる。その後、複数のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ対応携帯電話のうちの位置を現在認識している個々の携帯電話だけが、そのようなメッセージ・ブロードキャストに応答する。本発明の態様によれば、ブロードキャスト・メッセージに対する３つ以上の応答が受信された時に、位置を突き止めるべき携帯電話および応答している携帯電話が同期化され、位置を突き止めるべき携帯電話の正確な位置が、たとえば同期化された携帯電話の間のクロック・スキューの関数として、判定される。
【０００９】
重要なことには、本発明の上述の態様によれば、特定のモバイル・デバイスが、関連する通信ネットワーク・インフラストラクチャおよび／または位置識別に使用できる他の専用のハードウェアまたはシステム（たとえばＧＰＳ）と独立して位置付けされる。したがって、本発明のさらなる実施形態によれば、無線通信ネットワークは、従来の位置付け技法を使用して特定のデバイスの位置を突き止めるか、そのようなネットワークが、特定のデバイスに、本発明の上述の態様を使用してそれ自体の位置を入手するコマンドを発行するという柔軟性を有することができる。有利なことに、これは、セル電話に関連するＧＰＳ受信器の電源をオフにすることができるので、そのような通信ネットワーク内のセル電話の間での電力節約という潜在的な利益を有する。
【００１０】
Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ無線技術およびＢｌｕｅｔｏｏｔｈ対応デバイスは、新しいものではない。たとえば、その全体を参照によって本明細書に組み込まれる、インターネット・サイトｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ．ｃｏｍで入手可能な、修正された（Ｃｏｒｅ  Ｐａｃｋａｇｅ、Ｖｅｒｓｉｏｎ  １．２を含む）「Ｔｈｅ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｓｙｓｔｅｍ」、Ｖｏｌｕｍｅ  ０、２００３年１１月５日を参照されたい。しかし、モバイル・デバイスの正確な位置を判定する際にＢｌｕｅｔｏｏｔｈ対応デバイスを使用することによって既知のデバイス位置付け可能性技法を強化することが可能であり、これによって、正確な位置をＢｌｕｅｔｏｏｔｈ対応デバイス自体に応じて独立した形で判定できることを本出願人が理解したことが残されていた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、モバイル・デバイスの現在位置を判定する方法および装置を提供する。具体的には、本発明の様々な態様は、現在のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ対応モバイル・デバイス（たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ対応携帯電話）の位置を、独立の形で正確に突き止めることができるという理解に基づく。
【００１２】
図１を参照すると、本発明の原理に従って構成された携帯電話１００の例示的なブロック図が示されている。図１は、携帯電話デバイスを対象とするが、理解されるように、本発明の原理は、たとえば携帯情報端末（ＰＤＡ）またはＰＤＡ／セル電話装置の組合せなどのすべてのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ対応デバイスの位置付けに適用可能であることが企図されている。図１に示された本発明の実施形態では、携帯電話１００に、従来の形で携帯電話１００の様々な動作態様を制御するマイクロプロセッサ１２５およびメモリ１３０が含まれる。ディスプレイ１５０およびキーパッド１５５は、携帯電話１００のユーザとのインターフェースを提供するために従来の形で働く。位置付けアプリケーション１３５は、下記で詳細に説明する、携帯電話１００の現在位置を判定する本発明の様々な態様を対象とするアプリケーション・プログラムである。理解されるように、図１に示された本発明の実施形態では、マイクロプロセッサ１２５によって実行可能な独立のアプリケーションとして位置付けアプリケーション１３５が示されているが、本発明のさらなる態様によれば、たとえば、いくつかの代替形態として、位置付けアプリケーション１３５を、マイクロプロセッサ１２５に完全に一体化する（たとえばファームウェア）か、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈトランシーバ１１０と一体化することができることを理解されたい。
【００１３】
通信インターフェース１０５によって、携帯電話１００と無線通信ネットワークの基地局の間の無線通信が可能になる。たとえば、通信インターフェース１０５を、たとえば時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、ＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ）、またはＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｓｙｓｔｅｍ）などの周知の無線通信標準規格のいずれかを使用して、無線通信ネットワークと通信する周知のトランシーバ・デバイスとして構成することができる。オーディオ・プロセッサ１２０は、通信インターフェース１０５を介して受信された信号のオーディオ処理を制御し、そのような処理された信号を従来の形でスピーカ１４０にルーティングする。同様に、オーディオ・プロセッサ１２０は、マイクロホン１４５から信号を受け取り、そのような受け取られた信号を、無線通信ネットワーク内の基地局（たとえばＣＤＭＡ基地局）へのブロードキャスト送信のために通信インターフェース１０５（たとえばＣＤＭＡトランシーバ）に転送する。ＧＰＳ受信器１１５は、ＧＰＳと携帯電話１００の間の従来の動作を可能にする。
【００１４】
Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ対応デバイスとして、携帯電話１００に、従来のＢｌｕｅｔｏｏｔｈの通信および機能（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｃｏｒｅ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎに記載の）を提供するＢｌｕｅｔｏｏｔｈトランシーバ１１０が含まれる。前述のように、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈシステムは、音声およびデータを転送する、短距離低電力無線通信リンクを提供する。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈは、２．４ＧＨｚの免許不要ＩＳＭ周波数帯域でユニバーサル無線インターフェースとして動作し、これによって、ポータブル電子デバイスがアド・ホック・ネットワークを介して接続でき、通信できるようにする。堅牢さ、低い複雑さ、低電力、および低コストを含むＢｌｕｅｔｏｏｔｈの主要な特徴に鑑みて、現在、セル電話製造業者、モバイルＰＣ製造業者、エレクトロニクス製造業者、ハンドヘルド・デバイス開発者、ソフトウェア開発者、および集積回路ベンダを含む様々なグループによるＢｌｕｅｔｏｏｔｈの広範囲の採用を支持するかなりの関心がある。
【００１５】
現在の通信ネットワーク全体にわたるＢｌｕｅｔｏｏｔｈ対応デバイスのそのような広範囲の採用と導入により、そのようなモバイル・デバイスの現在位置を判定する際にＢｌｕｅｔｏｏｔｈ対応デバイスを使用することによって既知のデバイス位置付け可能性技法を強化でき、これによって、独立した形で、すなわち、特定のモバイル・デバイスに関連する通信ネットワークから独立して、または位置識別に使用されるＧＰＳまたは他の専用システムから独立して、正確な位置を判定できることを本発明人は理解した。したがって、特定のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ対応デバイスの現在位置は、特定のモバイル・デバイスに関連する通信ネットワークあるいはＧＰＳまたは位置付けに使用される別の専用システムにアクセスする必要なしに、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ対応デバイス自体の機能として判定することができる。
【００１６】
具体的には、短距離無線を介して互いに通信するＢｌｕｅｔｏｏｔｈ対応デバイスのグループとして、そのようなデバイスは、デバイスが異なる区域（たとえば地理的領域）に移動する際に再編成される小さいネットワーク、いわゆるピコネットを形成する能力も有する。ピコネットの確立は、時分割プロトコルである、階層ソフトウェア・プロトコル・スタックを有するＢｌｕｅｔｏｏｔｈによって容易にされ、デバイスがピコネットに加わるか離脱するのに、いわゆるｌｉｎｋ  ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＬＭＰ）を介する。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｃｏｒｅ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎによって定義されているように、ピコネットは、マスタ・デバイスとして指定される１つのデバイスを有し（特定のピコネットはマスタ・デバイスを１つだけ有する）、ピコネットの残りのデバイスは、スレーブ・デバイスである。とりわけ、マスタ・デバイスは、すべてのスレーブ・デバイスの間の調停の責任を負う。さらに、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｃｏｒｅ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎによって定義されているように、どの所与の時点でも、最大で７つのデバイスが、特定のピコネット内でアクティブになることができる。特定のＢｌｕｅｔｏｏｔｈデバイスは、スレーブ・デバイスとして複数のピコネットの一部になることができるが、１つのピコネットだけのマスタ・デバイスになることができる。また、スレーブは、時分割多重に基づいて異なるピコネットに参加することができ、あるピコネットのマスタが、別のピコネットのスレーブになることができる。
【００１７】
さらに、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈのピコネットに関して、多数のスレーブ（たとえば２００個以上）を、いわゆるパーク状態（ｐａｒｋｅｄ  ｓｔａｔｅ）でマスタ・デバイスにロックすることができる。すなわち、一度に最大７つの「アクティブ」デバイスを提供するピコネット属性にもかかわらず、スレーブは、パーク状態に入る能力を有し、パーク状態では、アクティブではないが、そのようなスレーブが、特定のマスタ・デバイスと同期したままになることができる。マスタ・デバイスは、各デバイスにアクセスを許可する責任も負い、各スレーブの周波数割り当てホッピング方式を確立し、スレーブ・デバイスのそれぞれと同期化することが、マスタ・デバイスのさらなる責任である。したがって、マスタ・デバイスと同期化されたスレーブ・デバイスは、ＬＭＰプロトコルの一部としてクロック・オフセットを計算する。クロック・オフセットは、信号がマスタ・デバイスからスレーブ・デバイスに移動することに関連する時間遅延があるので必要であり、この時間遅延は、２つのデバイスの間の総距離の関数である。
【００１８】
上述のように、本発明の原理は、任意の１つの特定のモバイル・デバイスの位置を突き止めるための向上した技法を対象とし、これによって、位置が、特定の位置を突き止めるべきデバイスに関連する通信ネットワークから独立に、ＧＰＳまたは位置識別に使用される別の専用システムから独立に判定される。すなわち、本発明の態様によれば、特定のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ対応デバイス（たとえば携帯電話）が、その現在位置を入手したいと望む時に、そのデバイスが、デバイス・ディスカバリ・メッセージをブロードキャストする。たとえば、デバイス・ディスカバリ・メッセージを、そのようなデバイスの特定の領域、たとえば最大１００ｍをカバーする領域と定義されるいわゆる近傍でブロードキャストすることができる。本発明によれば、その現在位置を知る他のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ対応デバイスだけが、このメッセージに応答する。すなわち、本発明の好ましい実施形態によれば、ブロードキャストするデバイスは、ピコネットのマスタ・デバイスとして働き、応答するデバイスは、そのピコネットのスレーブとして働く。同一領域内の他のデバイスは、正確な位置情報を有しないので、またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ対応デバイスではないので、デバイス・ディスカバリ・メッセージを単純に無視する。
【００１９】
本発明の態様によれば、ピコネットに３つ以上のデバイスがあるならば、マスタおよびスレーブは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈプロトコルに従って同期化される。重要なことには、同期化の後に、ネットワーク内のマスタ・デバイスの位置を、たとえばクロック・スキューの関数として、判定することができる。具体的には、本発明の好ましい実施形態によれば、位置を突き止めるべきデバイス（すなわち、ブロードキャストする／マスタ・デバイス）の現在位置は、到達時刻（これによって、信号が３つの基準点に達するのに要する時間が測定される）の関数として計算される。理解されるように、位置が既知である複数の基準点に信号が到達した時刻を測定するための複数の周知の技法が存在する。本発明の好ましい実施形態によれば、そのような３つの基準点は、デバイス・ディスカバリ・メッセージに応答した、現在は上述のようにスレーブ・デバイスとして同期化されている３つ以上のデバイスから選択される。したがって、３つのスレーブ・デバイスの位置は既知なので、位置を突き止めるべきデバイス（すなわち、ブロードキャストする／マスタ・デバイス）の正確な位置を、単純な幾何学的技法または他の周知の技法を使用して判定することができる。
【００２０】
したがって、本発明の様々な態様によれば、問題の特定のモバイル・デバイスの位置は、特に識別されたＢｌｕｅｔｏｏｔｈ対応デバイスを使用することだけによって、その関数として判定される。さらに、そのような位置は、そのようなＢｌｕｅｔｏｏｔｈ対応デバイスによって使用されるかこれに関連する通信ネットワークから独立して、そのような通信ネットワークのインフラストラクチャ（たとえば無線基地局）あるいはＧＰＳまたは類似するタイプの位置付けシステムから独立して判定される。
【００２１】
上述の本発明の様々な態様を、以下の例示的実施形態でさらに詳細に示す。図２および２Ａに、図１の携帯電話を組み込んだ本発明の実施形態を実施するのに適した例示的なセルラ通信ネットワーク配置を示し、図３に、本発明の原理による、デバイス、たとえば図１の携帯電話の位置を突き止める動作を示す流れ図を示す。具体的には、図２に示された無線通信ネットワークは、地理的区域２００内の様々な加入者に通信サービスを提供する。図２からわかるように、地理的区域２００は、複数のセル２１０−１から２１０−７に分割され、各セルは、特定のセル内の携帯電話の間の無線通信を可能にする、対応する基地局２００−１から２００−７を有する。さらに、基地局２００−１から２００−７のそれぞれは、モバイル・スイッチング・センタ（ｍｏｂｉｌｅ  ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  ｃｅｎｔｅｒ、ＭＳＣ）２４０に接続され、ＭＳＣ２４０は、周知の形で無線通信ネットワークを管理し、無線通信ネットワークと他の別個のネットワーク（制限ではなく例として、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ））の間の通信インターフェースとして働く。
【００２２】
図２および２Ａからわかるように、セル２１０−１に、基地局２００−１が含まれ、基地局２００−１は、（ａ）それぞれが本発明の原理に従い、例示的な携帯電話１００（図１に図示）に従って構成される、携帯電話１００−１から１００−６の間、および（ｂ）それぞれが従来の形で非Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ対応デバイスとして構成される携帯電話２４０、２５０、および２６０の間での無線通信を容易にする。本発明の原理によれば、携帯電話１００−１から１００−６のいずれかが、本発明の様々な態様を実施することによってその正確な位置を判定することができる。たとえば、図２Ａおよび３の両方に注意を向け、携帯電話１００−４が、その現在位置を判定することを望むと仮定する。本発明の態様によれば、携帯電話１００−４（すなわち位置を突き止めるべきデバイス）は、デバイス・ディスカバリ・メッセージをブロードキャストする（ブロック３００）。
【００２３】
理解されるように、そのようなデバイス・ディスカバリ・メッセージは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｃｏｒｅ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎで定義されたＢｌｕｅｔｏｏｔｈパケットのジェネラル・パケット・ストラクチャ（ｇｅｎｅｒａｌ  ｐａｃｋｅｔ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）で構成することができる。具体的には、そのようなジェネラル・パケット・ストラクチャに、アクセス・コードのタイプに応じて最初の６８ビットまたは７２ビット（最下位ビットから）を形成するアクセス・コードと、それに続く５４ビットのヘッダ、および最後に２７４５ビットまでのペイロードが含まれる。説明している本発明の例示的実施形態に関して、次のタイプの周知のアクセス・コードが特に重要である：（１）ＩＡＣすなわちＩｎｑｕｉｒｙ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｄｅｓ、（２）ＧＩＡＣ、（Ｇｅｎｅｒａｌ  ＩＡＣ）、すなわちＩＡＣのさらなる分類、および（３）ＬＩＡＣ（Ｌｉｍｉｔｅｄ  ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ  Ｉｎｑｕｉｒｙ  ａｃｃｅｓｓ  ｃｏｄｅｓ）、ＬＩＡＣは、時々ＤＩＡＣ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  ＩＡＣ）とも称する。現在、ＧＩＡＣだけが、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｃｏｒｅ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎによって指定されている。ＤＩＡＣは、デバイスの特定のクラスに割り当てられ、実装固有である。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈプロトコルでは、設計により、マスタ・デバイスがデバイス・ディスカバリ・メッセージをブロードキャストする時に、ＤＩＡＣが、すべてが特定の特徴をサポートする限られた数のデバイスのピコネットへのディスカバリをサポートすることが想定されている。したがって、本発明の好ましい実施形態によれば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ対応デバイスによる使用のために特定のプログラマブル・アクセス・コードが定義され、これによって、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ対応デバイスが、そのデバイスがその現在位置を知っている時に限ってそのようなＤＩＡＣに応答できるようになる。この形で、その位置を正確に知っているデバイスだけが、本発明の様々な態様に従って形成されるピコネットの一部になることが保証される。
【００２４】
したがって、本発明の原理によれば、現在位置の知識を有するＢｌｕｅｔｏｏｔｈ対応デバイスだけが、デバイス・ディスカバリ・メッセージに応答する。たとえば、そのようなデバイス・ディスカバリ・メッセージが、セル２１０−１によって定義される領域全体にブロードキャストされる。その現在位置のそのような事前の知識は、本発明の技法を使用する前の結果として含むがこれに制限されない様々なソースから来たものとすることができる。
【００２５】
たとえば、無線通信ネットワーク内の５つのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ対応携帯電話Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、およびＥを考えてみる。携帯電話Ｂが、その現在の位置を入手する必要があり、携帯電話ＡおよびＤが、ＧＰＳ対応であり、現在の位置を正確に知っていると仮定する。携帯電話Ｅも、ＧＰＳ対応であるが、そのＧＰＳ受信器が、電力を節約するために無線ネットワークによって電源を切られている。しかし、無線ネットワークは、以前にネットワーク・ベースの三角測量を実行し、したがって、携帯電話Ｅは、その位置を正確に知っている。携帯電話Ｃは、その現在位置の知識を有しない。本発明の原理によれば、携帯電話Ｂは、特殊なＤＩＡＣを有するデバイス・ディスカバリ・メッセージをブロードキャストし、このメッセージが、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ対応デバイスＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、およびＥのすべてによって受信される。たとえば、そのようなメッセージの受信は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈプロトコルの状態遷移図でインクワイアリ・スキャン（ｉｎｑｕｉｒｙ  ｓｃａｎ）状態に入ることによる、いわゆるインクワイアリ・アクセス・コード（ｉｎｑｕｉｒｙ  ａｃｃｅｓｓ  ｃｏｄｅ）の周期的スキャンを介して達成される。しかし、本発明の原理によれば、携帯電話Ａ、Ｄ、およびＥだけが、ブロードキャストされたメッセージに応答し、携帯電話Ｂをマスタとするピコネットの一部になる。
【００２６】
ピコネットが確立され、これらの４つのデバイスが、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈプロトコルに従って互いに同期化されたならば、携帯電話Ｂは、マスタ・デバイスとして、スレーブ・デバイスのクロック・スキューを入手する標準規格で定義されたメッセージである「ＬＭＰ＿ｃｌｋｏｆｆｓｅｔ＿ｒｅｑ」と称する周知のＬＭＰメッセージを発行する。したがって、スレーブ・デバイスすなわち携帯電話Ａ、Ｄ、およびＥは、携帯電話Ｂのマスタ・クロックと比較したクロック・オフセットの正しい値を伴う「ＬＭＰ＿ｃｌｋｏｆｆｓｅｔ＿ｒｅｓ」メッセージを使用して応答する。その後、携帯電話Ｂは、周知の形で、クロック・オフセットと光速の積としてデバイスのそれぞれの間の距離の推定値を計算する。というのは、クロック・オフセットが、信号がマスタからスレーブに移動するのに必要な時間の測定値であり、この電磁信号が空気中を光の速度で移動するからである。３つのスレーブ・デバイスの間の距離の３つの推定値があれば、携帯電話Ｂは、三辺測量を実行し、それ自体の現在位置を入手することができる。その代わりに、携帯電話Ｂが、クロック・オフセットの対単位の差をとり、いわゆる位置付け計算の「到達時間差」方法を使用することができる。これらの周知の方法のどれにおいても、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈデバイスによって既に計算されたクロック・オフセットを使用して位置計算を実行することは、簡単な課題である。
【００２７】
図２Ａおよびこの図に示された例示的実施形態を参照すると、携帯電話１００−１、１００−２、１００−３、１００−５、および１００−６は、上記で詳細に示したように、それぞれがデバイス・ディスカバリ・メッセージに応答することができる。本発明のこの実施形態によれば、最小限の数（すなわち３つ以上）のデバイスが、ブロードキャストされたデバイス・ディスカバリ・メッセージに応答したかどうかが判定される（ブロック３１０）。そうである場合には、ブロードキャストするデバイス（この例示的な例では、携帯電話１００−４）および応答するデバイスが、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈプロトコルに従う従来の形で同期化される（ブロック３３０）。すなわち、本発明の好ましい実施形態によれば、ブロードキャストするデバイス、たとえば携帯電話１００−４が、ピコネットのマスタ・デバイスとして働き、応答するデバイス、たとえば携帯電話１００−１、１００−３、および１００−６が、ピコネットのスレーブとして働く。同一領域内の他のデバイス（たとえば携帯電話１００−５）は、現在位置情報を有しないかＢｌｕｅｔｏｏｔｈ対応でない（たとえば、携帯電話２４０、２５０、および２６０）ので、ブロードキャストされたデバイス・ディスカバリ・メッセージを単純に無視する。
【００２８】
同期化の後に、携帯電話１００−４の位置を、たとえば携帯電話１００−４、１００−１、１００−３、および１００−６の間のクロック・スキューの関数として、判定することができる（ブロック３４０）。具体的には、本発明の好ましい実施形態によれば、携帯電話１００−４の位置は、到達時間の関数として計算され、これによって、信号が３つの基準点に達する時間すなわち、携帯電話１００−４からの携帯電話１００−１、１００−３、および１００−６のそれぞれの位置が測定される。理解されるように、位置が既知の複数の基準点への信号の到達の時間を測定する複数の既知の技法が存在する。
【００２９】
位置を判定した後に、本発明のこの実施形態によれば、その位置が、携帯電話１００−４によって記憶される（ブロック３５０）。したがって、携帯電話１００−４は、それ自体の位置を現在認識しているので、他のデバイスからの将来のデバイス・ディスカバリ・メッセージに応答することができる。また、本発明のさらなる実施形態によれば、携帯電話１００−４は、その現在の位置を通信ネットワークに通信することができる。そのような通信は、たとえば緊急９１１応用例で極度に有益である可能性がある。さらに、本発明のこの実施形態によれば、位置を計算したならば、携帯電話１００−１（マスタ・デバイスとしての）が、ピコネットのマスタ−スレーブ通信を終了する周知の「ＬＭＰ＿ｄｅｔａｃｈ」メッセージを発行する。したがって、位置が、将来に携帯電話１００−１に要求される時に、携帯電話１００−１は、位置が計算された時のタイムスタンプと現在時刻を比較し、新しい位置計算が必要であるかどうかを判定することができる。デバイスがすばやく移動しないか、位置照会が多すぎる応用例では、適度に古い位置情報を許容することができ、したがって、デバイスの位置のキャッシングをサポートすることができる。しかし、移動がすばやく、非常に正確な位置の必要がある応用例では、デバイスが、本発明による新しいブロードキャスト・メッセージを発行して、その最新の位置を正確に入手することができる。
【００３０】
前述の詳細な説明は、すべての面で例示的であり、制限的ではないものと理解されなければならず、本明細書で開示される発明の範囲は、詳細な説明から判定されるのではなく、特許法によって許容される最大の広さに従って解釈される請求項から判定されなければならない。図示され本明細書で説明された実施形態は、本発明の原理を例示するのみであること、また、本発明の範囲および趣旨から逸脱せずに当業者が様々な修正を実施できることを理解されたい。たとえば、本発明のさらなる実施形態によれば、セルラ通信ネットワークが、従来の位置付け技法（たとえばＧＰＳ）を使用して特定のデバイスの位置を突き止めるか、特定のセルラ・デバイスに、本発明の上述の態様を使用してそれ自体の位置を入手するコマンドを発行することができるという柔軟性を有する。有利なことに、これは、そのような電話に関連するＧＰＳ受信器の電源を、ＧＰＳ位置付け機能性が必要でない時に切ることができるので、そのような通信ネットワーク内の携帯電話の間での電力節約という潜在的な利益を有する。
【００３１】
本明細書のブロック図は、本発明の原理を実施する例示的回路の概念的な図を表すことを、当業者は理解するであろう。同様に、流れ図、状態遷移図、擬似コード、プログラム・コードなどが、実質的にコンピュータ可読媒体内で表すことができる様々な処理を表し、したがって、コンピュータ、機械、またはプロセッサが明示的に図示されていようといまいと、これらのコンピュータ、機械、またはプロセッサによって実行されることを理解されたい。さらに、本明細書の請求項において、指定された機能を実行する手段として表された要素が、たとえばａ）その機能を実行する回路要素の組合せ、またはｂ）その機能を実行するためにソフトウェアを実行する適当な回路と組み合わされた任意の形のソフトウェア（したがって、ファームウェア、オブジェクト・コード、マイクロコード、または類似物を含む）を含む、その機能を実行するすべての形を含むことが意図されている。請求項によって定義される発明は、様々な記載された手段によって提供される機能性が、請求項が要求する形で組み合わされ、一緒にされるという事実にある。したがって、本出願人は、これらの機能性を提供できるすべての手段を、本明細書に示された手段と同等とみなす。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の原理に従って構成された例示的携帯電話を示す図である。
【図２】図１の携帯電話を組み込んだ本発明の実施形態を実施するのに適した例示的なセルラ通信ネットワーク配置を示す図である。
【図２Ａ】図１の携帯電話を組み込んだ本発明の実施形態を実施するのに適した例示的なセルラ通信ネットワーク配置を示す図である。
【図３】本発明の原理による、モバイル・デバイス、たとえば図１の携帯電話の位置を突き止める例示的動作を示す流れ図である。
【図１】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図３】
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